信息技术与高中物理新课程整合的探究与实践

信息技术与物理新课程整合的研究教育部物理课程标准组负责人沪科教版高中物理课程标准教科书主编何润伟电子邮件：[e-mail]知识经济初见端倪信息时代已经来临高新科技迅猛发展实力较量日趋剧烈我们的时代正在经历一场重要变革过去十年人类获得的成果超过人类文明的总和我国互联网用户已超过2亿全球已有互联网用户几十亿我国上网用户和在互联网上传输的信息量均占世界第二位世界性的信息平台正在建立我国上网用户调查（万人）(1997年～2004年6月）历次调查上网用户总数(万人)历次调查上网用户总数(万人)上个千年的中叶我们没有跨上工业革命的平台！信息革命的平台我们一定要跨上！否则－就会被浪冲走，别无选择！一、教育的信息化是教育改革的必然趋势信息技术及其特征信息技术（IT）是指能够完成信息的获取、传递、加工、再生和施用等功能的一类技术。现代信息技术是以计算机、网络为核心，以数字技术为基础，融合通讯技术和传播技术。能处理、编辑、存储和呈现多种媒体信息的集成技术。其中媒体信息通常包括文本（text）、图形(graphics)、图像(images)、视频(video)、动画(animation)和声音(sound)等。信息技术特征:由于现代信息技术能够对语言、图像、视频、动画等多种媒体信息进行数字化技术处理，从而使集成的多媒体信息在本质上具有多样性、集成性和交互性的特征，在表现形式上具有新颖性、艺术性、趣味性等特征。教育的信息化是教育改革的必然趋势“第一次信息革命—20世纪中叶。标志是计算机的诞生。“第二次信息革命—1993年9月。克林顿宣布建立国家信息基础设施(即信息高速公路)。－－－地球村基本特征：多媒体电脑＋网络“虚拟仿真”将成为未来电脑发展的主要方向人类社会已从有纸印刷进入到无纸印刷时期交互化网络化虚拟仿真1993年钱学森建议：人脑＋电脑＋网络实行真正意义上的教育改革！教育的信息化是教育改革的必然趋势英国：2002年全部中小学上网法国：2006年全部中小学上网新加坡：2000年为每2个中小学学生配备一台电脑，2002年为全体中小学教师提供电子信箱香港：让学生在信息社会的文化中成长教育部决定在中小学普及信息技术教育2001年底前，全国普通高中和大中城市的初中全部要开设信息技术必修课2003年底前，发达地区的初中全部要开设信息技术必修课2005年底前，所有初中和城市小学都要开设信息技术必修课尽早在全国90%以上的中小学开设信息技术必修课教育的信息化是教育改革的必然趋势教育信息化的优势及作用现代信息技术、多媒体技术、人工智能技术和网络通讯技术将给教学带来前所未有的变革教学信息显示多媒体化教学信息组织的超文本形式教学过程的交互教学信息的大容量存储教学信息传输的网络化教学信息处理的智能化教育信息化将使教育发生深刻地变革•推行教育技术现代化和信息化，将促进教育思想、教育理念、教学内容、教学方法、教学过程、教学手段、教学评价的全方位变革，将使教育发生质的变化。•现代化首先要“化”人。教师必须努力学习最基本的现代信息技术，以迎接新世纪教育改革的挑战！新加坡华侨中学的计算机教室悉尼国际学校微机室英国：把计算机拆开展示在墙上巴黎：中学生做物理实验教育信息化将使教育发生深刻地变革•推行教育技术现代化和信息化，将促进教育思想、教育理念、教学内容、教学方法、教学过程、教学手段、教学评价的全方位变革，将使教育发生质的变化。•现代化首先要“化”人。教师必须努力学习最基本的现代信息技术，以迎接新世纪教育改革的挑战！网络是推进新课程的重要平台WWW.CERSP.COM(教育部课程中心网址）高中课程网·海南•海南省举办首次高中生研究性学习成果汇报展示活动•欢迎参加综合实践网在线研讨活动•海南多数家长渴求教子知识•普通高中新课程技术教学指导统稿工作会议在三亚召开•蒋敦杰院长在全省研究性学习总结展示会上的讲话——搞好研究性学习，让高中新课程的亮点更亮海南省国兴中学•利用科学发现史培养科学精神2005-12-3109:50,国兴中学陈文光,2999字,0/77•“过渡语词”英语写作教学的课例2005-12-1010:03,国兴中学陈雅,2038字,0/125•数学科学分认定2005-12-1010:01,国兴中学颜仁海,1543字,0/152•国兴中学物理学科学分认定方案2005-12-1009:55,海南省国兴中学符程,1772字,0/180•国兴中学通用技术学科学分认定方案2005-12-1009:47,国兴中学符程,1543字,0/132•国兴中学英语学科学分认定方案2005-12-1009:45,国兴中学陈雅,1521字,0/113•教育独白书2005-12-1009:36,国兴中学安连新,1965字,0/132利用网络教研平台开展新课程网络教研工作•为了深入了解基层课程实施状况、最大限度发挥专家作用、及时地分享一线教师的经验、帮助教师解决日常教学中的问题，国家基础教育课程中心从今年秋季开始，有计划地组织专家与教师进行在线交流。•已经先后在CERSP教育论坛上举办几十次在线研讨，涉及语文、数学、英语、物理、化学、地理等学科以及考试评价、教师专业发展等重要的教育主题。在线研讨的系列活动涉及问题面广、针对性强，得到广大一线教师的热烈欢迎，每次研讨都有上百人参与。数学等学科网站还开辟了网络聊天室进行在线备课等教学活动，参与教师几乎场场爆满。网络教研平台在线研讨活动表（春节后）2月8日物理课程标准研制组负责人之一张大昌研究员做客物理论坛就“高中物理课程改革与发展”与网友进行交流。2月8日化学课标组组长王磊教授及核心成员王云生教授、刘克文教授联手福建实验区举办“共话走进高中化学新课程”在线研讨活动2月20日19点英语课程网专家与小学教研员共话小学英语教学2月22日课堂教学网主持专家、教育部课程改革专家组成员余文森教授将做客cersp论坛研讨“新课程课堂教学的有效性”问题·2月22日特邀华东师大二附中副校长陈胜庆老师和上海教研室副主任赵才欣老师在线研讨“地理课程中的研究性学习”·2月26数学网特邀王尚志教授、张思明特级教师、马复教授与一线教师共同探讨初高中数学内容的衔接问题。·2月27日教育部课程改革专家组成员郭元祥教授率综合实践活动网专家团队与网友在线研讨“综合实践活动课程在学校的常态实施”·3月3日特邀物理课标组负责人何润伟教授做客论坛与网友交流“高中物理新课程实施中的问题”•课程中心将在上述工作的基础上，总结经验，探索借助网络技术为广大一线教师提供专业支持的有效机制。2006年，将有计划地面向全国中小学教师发布在线教研日程表，供各地教师针对自己的问题与兴趣有选择地参加网络教研活动。教育网站•综合性教育网站://www.learningchina.com://www.k12.com.cn://www.eduo1.com.cn/web-ia/web搜索引擎•://www.sohu.com://www.baidu.com二、信息技术与物理新课程的整合信息技术与课程整合的涵义在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合起来，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式。国外信息技术与课程整合的发展现状（1）制定政策、法规和课程标准，大力推进信息化教育（2）投入巨额资金建设信息化教育环境（3）有效开展师资信息技术培训国内信息技术与课程整合的发展现状及存在的问题政策和法规支持：2001年6月，教育部在《基础教育课程改革纲要(试行)》中提出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”发展现状教育硬件资源建设：截止2002年底的统计，全国中小学拥有计算机584万台，人机比率为35：1，全国已初步建成中小学校园网26000个，2002年的教育城域网建设投资已经超过30亿元。发展现状教师培训：在教师信息化教育能力培训方面，英特尔未来教师培训项目从2000年开始，分别在上海和北京两地进行教师培训实验，到2002年，扩展到全国18个省市，培训了11万名中小学教师，为我国开展信息技术与学科整合奠定了基础。存在的问题1、整合观念陈旧2、信息资源利用率低下3、信息化教育资源不足4、网络安全隐患以“教”为中心的学习理论对整合的指导在以“教”为中心的教学模式中，信息技术是作为教师“教”的工具，其信息环境是多媒体教室。信息技术与物理课程的整合主要体现在几个方面：（1）利用计算机多媒体传递学习内容，建构高效、有序的教学过程，激发学生的学习兴趣，形成学习动机。（2）应用计算机动画技术再现生动、逼真的物理现象和物理过程，使学生在丰富的情境体验中思考问题，理解知识，发展能力。（3）借助计算机强大的仿真模拟功能，教师不仅可以方便地讲解物理实验的原理和步骤，还可以演示很多无法用仪器做的物理实验。（4）利用多媒体计算机对文字、图片、视频资料的集成功能，介绍物理学的重大发现和物理学对人类发展的巨大贡献，对学生进行科学素养教育和爱国主义教育。以“学”为中心的学习理论对整合的指导在实施以学为中心的教学模式进行信息技术与物理课程整合时，信息技术是作为学生“学”的工具，其信息环境是多媒体计算机和网络。在教师的指导下，学生使用网络资源进行自主探究学习、合作学习和自主学习，学生通过与教师、同学的协商讨论，在参与操作和实践的过程中去发现知识、理解知识，并通过意义建构形成自己的认知结构，在获取知识的同时发展多方面的能力。以“学”为中心的学习理论对整合的指导体现在：(1)利用多媒体技术实现情境化教学和个别化教学，为学生的学习创设广阔而自由的学习环境，提供丰富的学习资源，使物理教学从传统的课堂走向社会和家庭；（2）利用网络数字化教学平台构建以教师为主导，学生为主体的学习情境，开展主题探究式学习；（3）利用网络资源开展以小组为单位的课外研究性学习。信息技术与高中物理新课程整合的意义和原则信息技术与高中物理新课程整合的意义（1）更好地实现物理新课程的三维目标；（2）丰富教师的教学手段，实施多样化的教学方式；（3）优化物理实验内容，提高实验教学质量；（4）提升学生的信息素养，培养终身学习的能力；（5）更方便地开发物理教学资源，建立信息资源库。信息技术与高中物理新课程整合的意义和原则（1）教学效果最优化和不可替代的原则；（2）信息技术与传统媒体相结合的原则；（3）仪器实验优先的原则。信息技术与高中物理新课程整合的原则信息技术环境下高中物理新课程教学模式的探究4.1情景•激趣•启发模式4.2校园网环境下的自主学习模式4.3Internet环境下的WebQuest模式4.4基于网络资源的课外研究性学习模式1.情景•激趣•启发模式理论基础：奥苏贝尔的教学理论。模式框图：信息环境：多媒体教室，由多媒体计算机，液晶投影仪，视频展示台以及音像设备组成。这些设备主要是教师使用。媒体的作用：（1）利用图、文、声、像建构生动、形象的物理情景，激发学习兴趣和动机；（2）利用课件创设讲解、设问、思考、推演的教学过程，启发学生有意义的学习。教师的角色：教师是知识的传授者、情感的激励者、学生疑难的解决者。模式评价：这是一种以“教”为主的教学模式。它是在传统“传递——接受”模式的基础上，熔入了现代多媒体技术的教学手段发展而成的模式，是一种新“传递——接受”模式。它充分利用信息技术的多媒体功能，建构丰富的物理情景，使枯燥乏味物理知识变得生动有趣。本模式的最大的优点是能使师生在单位时间内，传递和接受更多的知识信息，容易发挥教师的课堂主导作用，